已知数列{an}满足a1=25,且对任意n∈N*,都有anan+1=4an+2an+1+2.(Ⅰ)求证:数列{1an}为等差数列;(

2025-05-17 09:56:42
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回答1:

(Ⅰ)∵

an
an+1
4an+2
an+1+2

∴anan+1+2an=4anan+1+2an+1
即2an-2an+1=3anan+1
所以
1
an+1
?
1
an
3
2

所以数列{
1
an
}
是以
5
2
为首项,公差为
3
2
的等差数列.                    
(II)由(Ⅰ)可得数列{
1
an
}
的通项公式为
1
an
3n+2
2
,所以an
2
3n+2

ak?ak+1
2
3k+2
?
2
3(k+1)+2
4
9k2+21k+10
=
2
3?
3k2+7k+2
2
+2
.             
因为
3k2+7k+2
2
k2 +3k+1+
k(k+1)
2

当k∈N*时,
k(k+1)
2
一定是正整数,所以
3k2+7k+2
2
是正整数.
所以ak-ak+1是数列{an}中的项,是第
3k2+7k+2
2
项.                 
(Ⅲ)证明:由(II)知:an
2
3n+2
bn
2
3
(
1
an
+5)=
2
3
(
3n+2
2
+5)=n+4

下面用数学归纳法证明:2n+4>(n+4)2对任意n∈N*都成立.
(1)当n=1时,显然25>52,不等式成立.
(2)假设当n=k(k∈N*)时,有2k+4>(k+4)2
当n=k+1时,2(k+1)+4=2?2k+4>2(k+4)2=2k2+16k+32=(k+5)2+k2+6k+7>(k+5)2
即有:2bn+1bn+12也成立.
综合(i)(ii)知:对任意n∈N*,都有不等式2bnbn2成立.